带宽可调的全光纤带阻滤波器及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种带宽可调的全光纤带阻滤波器及其制作方法，其结构为：普通单模光纤的左半段按一定周期分布有若干条普通光栅，每条光栅的折射率变化覆盖角度为１８０°，光栅位置不变；普通单模光纤的右半段按一定周期分布有若干条旋转折变光栅，每条光栅的折射率变化覆盖角度为１８０°，每条光栅的位置都相对于前一条光栅顺时针或逆时针旋转一定的角度，所有光栅共同形成３６０°的旋转折变光栅周期。本发明专利技术的有益技术效果是提供了一种动态可调的新型光纤滤波器，该滤波器可对谐振峰带宽进行调节，具有结构简单、制作方便、成本低廉、控制灵活、插入损耗小的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光纤通信技术，尤其涉及一种。
技术介绍
当前，通信技术正朝着宽带化、智能化、大众化和个人化的方向发展。随着骨千传输网、 局域网容量的大幅度增长，波分复用(WDM)技术被越来越广泛地采用。采用WDM系统可以 充分利用光纤的巨大带宽资源，使传输容量迅速扩大几倍至上百倍；在大容量长途传输时可 以节约大量的光纤和再生器，大大降低传输成本。可调谐光滤波技术是WDM系统的关键技术之一；可调谐光滤波器作为动态和可重构的 WDM系统交换元件，被广泛用作光的上路复用器，其在一定波长范围内对特定波长的光或频 率有实时选择通过的作用，并可根据需要独立地对光网络中的数据流进行处理和控制。随着光纤通信技术和传感技术的不断发展，迫切需要性能优异的波长带宽可调谐的光纤 滤波器。目前出现的可调谐光滤波器分别基于声光、波导、液晶、微电子机械系统(MEMS) 和光纤光栅等技术。其中，光纤光栅滤波器是一种新型在线式光无源器件，因其具有体积小、 质量轻、低插入损耗、与普通光纤接续简便以及滤波特性动态可控制等特点而倍受青睐。以 前也报道了很多基于长周期光纤光栅的可调滤波器，但是他们都是基光纤的热光效应或者是 机械作ffl产生的效应。同时，他们可调的对象是光栅谐振波长的漂移和幅度的变化，很少有 基于谐振峰带宽可调的滤波技术。其中声光滤波器可实现带宽的可调，但是它需要有源射频 元件、复杂的弯曲波激励和存在很大的偏振相关损耗(PDL)。
技术实现思路
本专利技术提出了一种带宽可调的全光纤带阻滤波器，其结构为普通单模光纤的左半段按 一定周期分布有若干条普通光栅，每条光栅的折射率变化覆盖角度为180°，光栅位置不变； 普通单模光纤的右半段按一定周期分布有若干条旋转折变光栅，每条旋转折变光栅的折射率 变化覆盖角度为180°，每条旋转折变光栅的位置都相对于前一条旋转折变光栅顺时针或逆时 针旋转一定的角度，所有旋转折变光栅共同形成360。的旋转折变光栅周期，即各条旋转折变 光栅旋转的角度总和为360°。旋转折变光栅的光栅周期A为0.3~0.8mm，光栅周期数为20~120。普通光栅和旋转折变光栅均为K周期光纤光栅。带宽可调的全光纤带阻滤波器可通过扭曲普通单模光纤来改变其带宽。 本专利技术还提出了前述带宽可调的全光纤带阻滤波器的制作方法，其制作步骤如下-1)用光栅夹持机构，将待写入的普通单模光纤分别在中间位置和右端头位置固定；2) 按设计要求，顺时针或逆时针旋转固定普通单模光纤右端的光栅夹持机构，使普通单 模光纤右段扭曲至需要的角度并固定；3) 按设计要求在普通单模光纤的左段和右段同时写入光纤光栅；4) 松开光栅夹持机构，普通单模光纤右段恢复至自由状态，则普通单模光纤左段和右段 分别形成普通光纤段和扭曲光纤段；5) 根据需要的长度切割扭曲光纤段，带宽可调的全光纤带阻滤波器制作完成。 普通单模光纤右段扭曲的圈数乘以360度后除以扭曲长度所得值大于6°/mm。步骤2)中，普通单模光纤右段扭曲的角度为1440° 3600°，即扭曲的圈数为4至10圈。 步骤3)中写入普通单模光纤左段的光纤光栅的光栅周期、光栅周期数按设计要求可 调，但每条光栅的折射率变化覆盖角度为180°;写入普通单模光纤右段的光纤光栅，每条光 栅的折射率变化覆盖角度为180°,光栅周期A-0.5mtn，光栅周期数为50。 步骤5)中，切割扭曲光纤段的长度至100 150mm。本专利技术的有益技术效果是提供了一种动态可调的新型光纤滤波器，该滤波器可对谐振峰 带宽进行调节，具有结构简单、制作方便、成本低廉、控制灵活、插入损耗小的优点。 附图说明图l、本专利技术带宽可调的全光纤带阻滤波器的结构示意图；图2、中心波长为1548.8^ 的普通长周期光纤光栅传输谱；图3、旋转长周期光纤光栅的传输谱；图4、本专利技术带宽可调的全光纤带阻滤波器的传输谱；图5、带宽可调的全光纤带阻滤波器带宽动态调谐过程的实验图；具体实施方式本专利技术结合普通光纤光栅和扭曲光纤光栅的写入方法，在普通光纤上设计制作出一种全 新的光纤光栅结构，基于该结构，设计形成了一种波长带宽可动态调节的带宽可调的全光纤 带阻滤波器。从结构上可以看出，本专利技术的带宽可调的全光纤带阻滤波器由普通光栅段和旋转折变光栅段两部分组成，其谱线是普通光栅和旋转折变光栅谱线的叠加普通光栅形成具有特定波 长的一个损耗峰；旋转折变光栅由于拍频作用，形成两个波长具有一定关系的损耗峰，且其 两峰之间凸起的波长刚好与普通长周期光纤光栅的峰值波长相吻合；于是两种光栅效果相互 叠加后，普通光栅的损耗峰刚好抵消掉旋转光栅两峰之间的凸起，形成具有一定带宽的带阻 滤波器；使用时，给该带阻滤波器施加正向或者反向的扭曲，这种带阻滤波器的带宽就可以 连续调节，在一定的幅度时，其波长调节范围可达20ww，就得到了带宽可调的全光纤带阻滤 波器。其制作方法为1) 用光栅夹持机构，将待写入的普通单模光纤分别在中间位置和右端头位置固定；2) 按设计要求，顺时针或逆时针旋转固定普通单模光纤右端的光栅夹持机构，使普通单 模光纤右段扭曲至需要的角度并固定；3) 按设计要求在普通单模光纤的左段和右段同时写入光纤光栅；4) 松开光栅夹持机构，普通单模光纤右段恢复至自由状态，则普通单模光纤左段和右段 分别形成普通光纤段1和扭曲光纤段2;5) 根据需要的长度切割扭曲光纤段，带宽可调的全光纤带阻滤波器制作完成。 光纤扭曲的圈数和长度应满足的条件是扭曲圈数乘以360度后除以扭曲长度所得值大于6°/mm。写入光栅的方法可采用高频C02激光脉冲单边写入法或其它写入方法。旋转折变光栅的光栅周期的选择取决于设计的滤波器的中心波长位置， 一般光栅周期A可在0.3-0.8mm之间选择，光栅周期数在20-120之间选择。普通光栅的光栅周期A可在0.3-0.8mm之间选择，光栅周期数在20-120之间选择；普通光栅的参数选择条件是普通光栅的损耗峰要能滤掉旋转折变光栅两个谐振峰的中间突出部分。参见图1，制作出的带宽可调的全光纤带阻滤波器，其结构为普通单模光纤的左半段按一定周期分布有若干条普通光栅，每条光栅的折射率变化覆盖角度为180°;普通单模光纤的右半段按一定周期分布有若干条旋转折变光栅，每条旋转折变光栅的折射率变化覆盖角度为180°，每条旋转折变光栅的位置都相对于前一条旋转折变光栅顺时针或逆时针旋转一定的 角度，所有旋转折变光栅共同形成360。的旋转折变光栅周期，即各条旋转折变光栅旋转的角 度总和为360°。参见图2、 3，图2所示为左段普通光栅的传输谱，其光栅周期为0.589mw、周期数为25， 中心波长为1548.8"w，其透射谱的特征为由于模式耦合，形成一个具有特定波长的损耗峰。 图3所示为右段旋转折变光栅的传输谱，其光栅周期为0.57mw、周期数为50，扭曲圈数为 6.5圈，扭曲长度为30cm，光纤扭曲的圈数乘以360度后除以扭曲长度所得值为7.87mm，它 大于67mrn。该旋转折变光栅的特征为还原之前形成的一个具有一定波长的损耗峰，分裂 为两个独立的损耗峰。这种旋转折变光栅与以前的长周期光纤光栅在成栅机理上具有本质的 区别，这种旋转折变光栅是光栅写入周期和扭曲调制周期所构成的两种光栅拍频后形成的， 它的谐振峰具有两个独立本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带宽可调的全光纤带阻滤波器，其特征在于：普通单模光纤的左半段按一定周期分布有若干条普通光栅，每条光栅的折射率变化覆盖角度为１８０°，光栅位置不变；普通单模光纤的右半段按一定周期分布有若干条旋转折变光栅，每条旋转折变光栅的折射率变化覆盖角度为１８０°，每条旋转折变光栅的位置都相对于前一条旋转折变光栅顺时针或逆时针旋转一定的角度，所有旋转折变光栅共同形成３６０°的旋转折变光栅周期，即各条旋转折变光栅旋转的角度总和为３６０°。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱涛，史翠华，饶云江，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]